材料力學(xué)：第十六章 材料力學(xué)性能的進(jìn)一步研究

材料力學(xué)第十六章材料力學(xué)性能的進(jìn)一步研究第十六章材料力學(xué)性能的進(jìn)一步研究§16–1概述§16–2應(yīng)變速率及應(yīng)力速率對(duì)材料力學(xué)性能的影響§16–3溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響§16–4溫度與時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性能的影響·

蠕變與松弛§16–5沖擊荷載下材料的力學(xué)性能·沖擊韌度·轉(zhuǎn)變溫度材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析§16–1概述

前面第一章中介紹了材料在高溫、靜載（用準(zhǔn)靜態(tài)試驗(yàn)）拉伸、壓縮時(shí)的力學(xué)性能。實(shí)際的結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件往往是在比較復(fù)雜的條件下工作的，例如，石油化工設(shè)備中有些機(jī)器的工作溫度很低，而內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)的工作溫度很高；汽輪機(jī)的葉片在高溫下長(zhǎng)期受很大的離心力作用；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中的預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼絲束則在常溫下長(zhǎng)期在很高的預(yù)拉應(yīng)力下工作；橋梁、吊車(chē)梁以及絕大多數(shù)的動(dòng)力機(jī)械所受荷載多是隨時(shí)間交替變化的；風(fēng)動(dòng)機(jī)械、氣錘、常規(guī)武器則經(jīng)常受到?jīng)_擊載荷的反復(fù)作用，等等。因此在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)常需考慮這些因素對(duì)材料力學(xué)性能的影響。

材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析§16–2應(yīng)變速率及應(yīng)力速率對(duì)材料力學(xué)性能的影響

試驗(yàn)結(jié)果指出，在應(yīng)變速率超過(guò)以后，材料的力學(xué)性能就顯著地受到應(yīng)變速率的影響。使構(gòu)件的應(yīng)變速率超過(guò)的荷載，習(xí)慣上稱(chēng)為動(dòng)荷載。一、應(yīng)變速率對(duì)材料力學(xué)性能的影響材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析應(yīng)力速率與屈服極限的關(guān)系020406080100320300280260240220200ss

(MPa)s

(MPa/s)·低碳鋼Ose1靜荷載2動(dòng)荷載二、應(yīng)力速率對(duì)材料力學(xué)性能的影響

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定材料的屈服極限時(shí)，加載速率也就是試樣中的應(yīng)力速率。溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析§16–3溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響

但在260°以前隨溫度的升高，

b反而增大，同時(shí)

、

卻減小。但象低碳鋼這種在260°以前的特征，并非所有的鋼材都具有。總趨勢(shì):溫度升高,E、

S

、

b下降；

、

增大。0100200300400500216177137700600500400300200100100908070605040302010Ed材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析溫度對(duì)鉻錳合金力學(xué)性能的影響200017501500125010007505002500-200-1000100200300400500600700800200017501500125010007505002500-200-1000100200300400500600700800d80706050403020100材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析

P(kN)------0510153020100Dl(mm)---0510153020100

P(kN)Dl(mm)溫度降低，塑性降低，強(qiáng)度極限提高一、蠕變：

在一定的高溫下，即使構(gòu)件上的應(yīng)力不變，塑性變形卻隨時(shí)間而緩慢增加，直至破壞。這種現(xiàn)象稱(chēng)為蠕變。注意：應(yīng)力沒(méi)增加，桿自己在長(zhǎng)長(zhǎng)！材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析§16–4溫度與時(shí)間對(duì)材料力學(xué)性能的影響·

蠕變與松弛P經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后P加靜載材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析構(gòu)件的工作段不能超過(guò)穩(wěn)定階段！

etOABCDE不穩(wěn)定階段穩(wěn)定階段加速階段破壞階段

e0材料的蠕變曲線(xiàn)材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析應(yīng)力不變溫度越高蠕變?cè)娇霻1T2T3T4s1s2s3s4溫度不變應(yīng)力越高蠕變?cè)娇於?、?yīng)力松弛：

在一定的高溫下，構(gòu)件上的總變形不變時(shí)，彈性變形會(huì)隨時(shí)間而轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃?，從而使?gòu)件內(nèi)的應(yīng)力變小。這種現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)力松弛。桿也是自己長(zhǎng)了一段！材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后卸載加靜載材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析溫度不變e2e1e3初應(yīng)力越大，松弛的初速率越大初始彈性應(yīng)變不變T1T3T2溫度越高，松弛的初速率越大材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析§16–5沖擊荷載下材料的力學(xué)性能·沖擊韌度·轉(zhuǎn)變溫度溫度降低，

增大，結(jié)構(gòu)反而還發(fā)生低溫脆斷，原因何在？

溫度降低，

增大，但材料的沖擊韌性下降，且抗斷裂能力基本不變，所以，結(jié)構(gòu)易發(fā)生低溫脆斷。材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析1.沖擊試驗(yàn)試件40554055101010102R0.52R1V型切口試樣U型切口試樣試件材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析2.沖擊試驗(yàn)試件材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析①“U”型口試件的沖擊韌性：②“V”型口試件的